Minden a műanyag befecskendezés szimulációjáról
Az optimalizáláshoz a műanyag befecskendezéshez szigorú számítások szükségesek. Az anyagra gyakorolt igénybevételek vagy a reológia vizsgálata lehetővé teszi egy polimer alkatrész erősségének és gyengeségének előrejelzését annak tervezési szakaszában. Ronan Le Goff, a Műanyag Ipari Műszaki Központ Műanyagért és Kompozitokért (IPC) 4.0, Armelle Chenu, a CTI műanyag mérnöke és Eric Pauzé, a műanyag CTI szimulációért felelős menedzsere mutatja be az ágazat K + F kihívásait.
A mechanika egyik ága, amely az anyag igénybevételeinek és feszültségeinek tanulmányozására irányul, a reológia fontos helyet foglal el a műanyagokban. Olyannyira, hogy ez a kifejezés a nyelvvel való visszaélés révén a plasztikus injekciós folyamat szimulációjához kapcsolódik. Ez fontos helyet foglal el a termékfejlesztésben, és a szimulációs eszközök demokratikusabbá váltak. A polimer reológiai viselkedése ma már jobban ismert. A modellezés több fizikai adatot vesz figyelembe. Az anyag viselkedésének ez a jobb megértése közvetlenül befolyásolja a kész alkatrész jellemzőit és az alkalmazott gyártási módszert.
1. Injekció
Műanyag alkatrészek alakítása
A záró egységből és a lágyító egységből álló fröccsöntő gép az alkatrészeket úgy formálja, hogy az olvadt műanyag anyagot nagy nyomáson terjeszti egy forma üregébe. Miután az anyag kihűlt, a forma kinyílik, hogy kiszabadítsa az alkatrészt.
Florent Robert infografika az Ipari és Technológiai témához
Több mint 5000 hőre lágyuló műanyag referencia található a piacon, és mindegyik polimer különálló feldolgozási tulajdonságokkal rendelkezik. Ezért megfelelő beállításokat igényelnek. Az összes hőre lágyuló anyag alapvető jellemzője a nem newtoni viselkedésük: áramlás közben a viszkozitás csökken a nyírósebesség növekedésével. Az olvadt anyagfront előrehaladását ezután a "szökőkút hatás" szabályozza. A falvastagság közepén lévő anyag az ömledék előtt folyik a forma falainál. Ez az olvadék hirtelen megdermed a szerszámmal érintkezve, ami jelentős hőmérséklet-különbséget eredményez az anyagban. Eredmény: az olvadt polimer gyorsabban áramlik a vastagság közepén, és lassabban a benyomás felületén.
A "szökőkút hatás" szemlélteti a műanyagok nem newtoni viselkedését: az áramlás középpontjában lévő anyag gyorsabban megy, mint a falak közelében elhelyezkedő olvadék.